《光纖通信》教學中專業知識與中華傳統文化融合的研究

彭小平　李剛　羅倩倩

摘要：《光纖通信》課程中含有豐富的中華優秀傳統文化素材，在《光纖通信》教學中融合中華傳統文化教育，既能提高學生的文化素質和道德修養，又能促進《光纖通信》專業課程的學習。

關鍵詞：光纖通信;專業知識;中華傳統文化;融合

一、引言

中華優秀傳統文化是中華民族智慧的結晶，是中華民族的重要凝聚力和生命力之所在。而大學生肩負著實現中華民族偉大復興的重要使命。因此，高校不僅要重視專業教學，還應該重視中華優秀傳統文化教育，不斷地提高大學生的文化素質和道德修養。再說，關注大學生特別是理工科學生的人文情懷，本來就是高校教育中的重要內容。因此，中華傳統文化教育應當成為大學生素質教育不可缺少的環節，在專業教學中融合中華傳統文化教育，既能提高學生的文化素質和道德修養，又能促進專業課程的學習，使大學生成為德才兼備的、全面發展的、人格健全的真正意義的人。

二、《光纖通信》專業知識與中華傳統文化融合的實例分析

《光纖通信》課程中蘊含了豐富的人文知識、哲學思想和辯證思維方法，教師要充分發掘其所蘊涵的豐富的思想觀念、人文精神、道德規范等中華優秀傳統文化素材。下面探討利用《光纖通信》的相關知識對學生開展傳統文化教育，提高學生的人文素質和道德修養。

在光纖通信系統中，光發送機耦合進光纖的功率越大，可通信的距離就越長;但光功率太大也會使系統工作在非線性狀態，對通信將產生不良影響[1]。因此，在光纖通信中，要求光源應有“合適”的輸出光功率。這個教學實例中蘊涵著中華傳統文化中的中庸思想，輸出光功率太小，通信的中繼距離太短，需要增加通信成本，所以說，功率太小是“不及”;為了增加通信的距離，希望功率大一些，但功率太大，通信系統進入非線性工作狀態，反過來影響通信質量，因此功率太大是“過”?！昂线m”的功率無過無不及，恰到好處。當然，這個教學案例也包含了哲學中量變質變規律的辯證思想，這個“合適”的功率就是保持系統線性工作狀態的數量界限—“度”;如果功率的量變突破了“度”的數量界限，就導致質變，系統進入非線性工作狀態。不到這個“度”不好，超過這個“度”，也會變質[2]?！岸取钡霓q證原理要求我們在一切實踐活動中要掌握“適度”的原則[3]。

G.652光纖在1550nm工作窗口衰減系數最低，而存在色散太大的問題。光纖色散使輸入的光信號在光纖傳輸過程中，波形在時間上展寬，產生碼間干擾，增加誤碼率，從而限制了通信容量。因此，人們通過改變光纖的結構參數、折射率分布形狀，力求加大波導色散，從而將最小零色散點從1310nm位移到1550nm，同時到達1550nm波長處衰減最小和色散為零的最佳性能，這種色散位移單模光纖即G.653光纖。

而G.653光纖的工作窗口1550nm恰好位于摻鉺光纖放大器1530nm——1565nm工作波長區域內。在密集波分復用系統中，由于摻鉺光纖放大器的使用，使進入光纖中的光功率大大提高，進而導致G.653光纖中產生四波混頻等非線性效應，產生非線性效應的原因就是因為G.653光纖在1550nm窗口的色散太?。榱悖1]。

為了確保光纖在1550nm波長區域具有合理的低色散，可以支持高速率信號長距離傳輸而無須色散補償，或只需較少的色散補償，這樣既可以降低通信成本，又可以獲得較好的通信質量。同時，又使光纖保持一個最小的非零的合理色散值來抑制四波混頻、交叉相位調制等非線性效應的影響，設計了一種新型的非零色散位移單模光纖，既G.655光纖。該光纖能夠更好地適應光纖通信系統的發展。

這個教學實例中也蘊涵著中庸思想，色散太大，引起波形畸變、碼間串擾，誤碼率增加，所以說，色散太大是“不及”;為了降低誤碼率，需要降低色散，但色散太小，又不能抵消非線性效應的影響，仍然影響通信質量，因此色散太?。榱悖┦恰斑^”。一個最小的非零的“合理”色散值無過無不及，恰到好處。

當然，這個教學案例也包含了哲學中量變質變規律的辯證思想，這個最小的非零的“合理”色散值就是通信系統保持最佳工作狀態的“度”。

在光纖通信系統中，雪崩光電二極管不僅具有光電轉換作用，而且具有內部放大作用，其放大作用是通過雪崩光電二極管內部的雪崩倍增效應來完成的，這是雪崩倍增效應的有利方面;但是由于雪崩倍增效應的隨機性，將會引入噪聲，這是雪崩倍增效應的不利的方面。如果不用雪崩光電二極管，則必然要采用多級電放大器，也要引入噪聲[1]。在這個教學案例中，使用雪崩光電二極管和采用多級電放大器，均會引入噪聲，都不符合中庸之道。但多級電放大器引入噪聲更大，兩害相權取其輕，還是采用雪崩光電二極管較為有利[4]。

三、結束語

專業課程教學占據了學生大部分學習時間，專業課教師也占學校教學人員的絕大多數，通過教師的主導地位和課堂教學的主渠道，根據專業課程特點，將中華傳統文化教育滲透專業課程教學的各個環節中，通過專業課程教學促進中華優秀傳統文化教育，提高學生的文化素質和道德修養。

傳統文化不是孤立的，它與專業知識相互聯系、相輔相成。通過學習中華傳統文化知識，能夠擴大學生的知識面、訓練和培養學生的批判思維、創新精神、獨立探究與協作能力、指導并促進學生的專業課程學習，提高學生的學習能力，提高學生專業課程的學習興趣和學習效果。

文化育人不可能脫離其他教育形式而孤立地進行，專業課程中含有極為豐富的中華優秀傳統文化素材。傳統文化知識和專業內容互相滲透，彼此融合，相輔相成。因此，專業課程教學與中華優秀傳統文化能夠有機融合，教師應該寓中華傳統文化于專業課程教學中。當然，傳統文化知識不是生硬地加到專業課教學中去的，而是與專業內容融合在一起，浸潤在專業知識中的;同時，它使專業課更豐滿，顯得更富有生機和人性?？傊趯I課教學中滲透中華傳統文化，既是傳統文化教育的必由之路，也是專業課的應有之義，從而實現專業課程教學和中華優秀傳統文化教育同向同行。

參考文獻：

[1]袁國良.光纖通信簡明教程（第2版）[M].北京：清華大學出版社，2016.

[2]鮑鵬山.論語導讀[M].復旦大學出版社，2012.

[3]李秀林等.辯證唯物主義和歷史唯物主義原理（第四版）[M].北京：中國人民大學出版社，1995.

[4]思履.論語·中庸·大學詳解[M].汕頭大學出版社，2016.

作者簡介：

彭小平，男，湖北文理學院物電學院副教授，碩士，研究方向為無線通信;

李剛，男，湖北文理學院物電學院副教授，博士，研究方向為嵌入式系統設計;

羅倩倩，女，湖北文理學院物電學院副教授，碩士，研究方向為無線通信。